Wärmepumpe - Nutzung alternativer Energien
Aufgrund der CO₂-Emissionen und Erderwärmung werden Technologien gesucht, vorhandene Energien zu nutzen. Genau das machen Wärmepumpen, denn sie entziehen der Umgebung Wärme und ermöglichen, dass Hausheizungen oder Warmwasseraufbereitungen mit weniger gekaufter Energie betreibbar sind.
Die Wärmepumpe arbeitet auf dem umgekehrten Kühlschrankprinzip. Dieses basiert auf dem Kältemittel-Kreislauf, denn dieser entzieht Wärmeenergie auf der einen Kreislaufseite und gibt Wärme auf der anderen wieder ab. Hauptsächlich werden Fluorkohlenwasserstoffe als Kältemittel verwendet. Derzeit werden Luft-Wasser-, Sole-Wasser-, Wasser-Wasser- oder Warmwasser-Wärmepumpen oft eingesetzt. Mittlerweile sind Eisspeicher-Pumpen im Einsatz, die mit Wasser gefüllten Zisternen zur Energiegewinnung nutzen. Gewerbebetriebe setzen Großwärmeanlagen zur Wärmeerzeugung ein.
Erdwärme- und Wasser-Pumpen
Erdwärme- oder Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt, verwerten die Wärmeenergie des Erdreichs. Es wird zwischen oberflächennaher Erdnutzung und Tiefengeothermie unterschieden. Bei der oberflächennahen Nutzung werden Flächenkollektoren im Erdreich verlegt. Da ab 1,5 Metern Tiefe eine konstante Temperatur zwischen 8° und 15° Celsius herrscht, kann diese Energie genutzt werden. Die Kollektoren-Fläche ist ein Maß für die Energieausbeute und man rechnet bei 100 Quadratmeter Wohnfläche das 1,8-fache, also 180 Quadratmeter Gartenfläche. Bei der Tiefengeothermie wird die Temperatur des Erdkerns genutzt, denn dieser beträgt etwa 5000 Grad Celsius und wird in Richtung Oberfläche geringer. Durch Tiefenbohrungen von ungefähr 40 bis 100 Metern wird diese Energie entzogen. Die Wasser-Wasser-Anlage nutzt das etwa 10 Grad Celsius warme Grundwasser, darum wird sie als Grundwasser-Wärmepumpe bezeichnet.
Die Luftwärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Anlage kann bis zu Temperaturen von minus 20 Grad Celsius arbeiten und der Luft noch Wärme entziehen. Es kann ebenso Abluft von Gebäuden verwendet werden. Bei diesen Pumpen wird zwischen Monoblock- und Split-Ausführung unterschieden. Bei der Monoblock-Variante ist die komplette Anlage im Inneren des Hauses und es bedarf zwei große Löcher durch die Außenwand. Im Falle des Splitmodells wird ein Gerät außerhalb des Hauses installiert und es bedarf nur eine geringe Maueröffnung. Manche Anlagen vermögen es im Umkehrbetrieb das Haus auch zu kühlen.
Qualitätskriterien der Wärmeanlagen
Nicht nur ein leistungsstarker Kompressor, sondern ein geringer Schallpegel, sowohl im Innen- als im Außenbereich zeichnen ein gutes Pumpensystem aus. Die Anlage sollte einen hohen COP- (Coefficient of Performance) und JAZ-Wert (Jahresarbeitszahl) besitzen. Die COP-Zahl ist das Effizienzpotenzial und der Wirkungsgrad. Die JAZ-Größe ist ein Gradmesser für Effizienz und Leistung und gibt Verhältnis von Stromverbrauch zu Wärmeertrag über ein Anlagenbetriebsjahr an. Ein weiteres Qualitätsmerkmal ist die jahreszeitbedingte Energieeffizienzklasse, der ETA-Wert. Dieser beschreibt, wie viel Primärenergie das System zur Produktion einer Kilowattstunde Wärme benötigt. Oft sind nach COP noch 2 Buchstaben angefügt. Das erste Zeichen A bedeutet Luft, B für Boden und W für Wasser und das zweite steht für die Vorlauftemperatur. Wenn noch weitere 3 Zeichen folgen, so wird damit die Heizwassertemperatur angegeben.